Přejít k obsahu


Effect of the Si content on the microstructure of hard, multifunctional Hf-B-Si-C films prepared by pulsed magnetron sputtering

Citace:
ZHANG, M., JIANG, J., MAREŠ, P., HOUŠKA, J., VLČEK, J., MELETIS, E. I. Effect of the Si content on the microstructure of hard, multifunctional Hf-B-Si-C films prepared by pulsed magnetron sputtering. APPLIED SURFACE SCIENCE, 2015, roč. 357, č. Part B, 1 December 2015, s. 1343-1354. ISSN: 0169-4332
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Effect of the Si content on the microstructure of hard, multifunctional Hf-B-Si-C films prepared by pulsed magnetron sputtering
Rok vydání: 2015
Autoři: Minghui Zhang , Jiechao Jiang , Ing. Pavel Mareš , Doc. Ing. Jiří Houška Ph.D. , Prof. RNDr. Jaroslav Vlček CSc. , Efstathios I. Meletis
Abstrakt CZ: Pulzní magnetronové naprašování v čistém Ar bylo použito pro depozici multifunkčních vrstev Hf-B-Si-C se složením Hf27B57C8, Hf23B55Si2C11, Hf22B54Si9C9 a Hf21B28Si35C7. Vliv obsahu Si na vývoj mikrostruktury vrstev byl studován pomocí XPS, XRD, elektronové difrakce a HRTEM. Vrstva Hf27B57C8 se skládá z hexagonálních nanokolumnárních struktur HfB2 (~ 50-60 nm vysokých a ~ 5-10 nm širokých). Vrstva Hf23B55Si2C11 se skládá z jemnějších kolumnárních struktur HfB2 (~ 20-30 nm vysokých a méně než 5 nm širokých) oddělených ~ 1 nm tlustými amorfními rozhraními. Další zvyšování obsahu Si zesiluje homogenizaci mikrostruktury a zastoupení amorfní fáze. S růstem obsahu Si klesá velikost nanokrystalů HfB2 z 50-60 nm až k 1-2 nm a nanokrystaly se stávají náhodně orientovanými. To vše je konzistentní s pozorovaným snížením pnutí ve vrstvách a zvýšením jejich oxidační odolnosti za vysokých teplot.
Abstrakt EN: Pulsed magnetron sputtering in pure Ar was used to deposit multifunctional Hf-B-Si-C films with a chemical composition in at% Hf27B57C8, Hf23B55Si2C11, Hf22B54Si9C9 and Hf21B28Si35C7. The effect of Si content in the microstructure evolution of the films was studied by X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray diffraction, electron diffraction and high-resolution transmission electron microscopy. The Hf27B57C8 film is composed of hexagonal HfB2 nano-columnar structures (~ 50-60 nm long, and ~ 5-10 nm wide). The Hf23B55Si2C11 film consists of finer HfB2 nanocrystal columnar structures (~ 20-30 nm long and < 5 nm wide) concealed by ~ 1 nm thick amorphous boundaries. Further incorporation of Si into the films results in microstructural refinement and promotes the formation of an amorphous structure. As the Si content increases, the size of the HfB2 nanocrystals decreases from 50-60 nm down to 1-2 nm and the nanocrystals become randomly oriented. This is consistent with the observed reduction in the residual stresses and increase in the high temperature oxidation resistance observed for these films.
Klíčová slova

Zpět

Patička